Pelo Dr. Wen Wu/ Gerente de Produto MWEU

A utilização do KNX para construção moderna

A demanda por conforto e versatilidade em residências ou edifícios comerciais está crescendo rapidamente nos últimos anos. Nesse sentido, o mercado de controle inteligente com baixo consumo de energia e alta segurança tem crescido. No passado, o sistema era bastante complicado em termos de fiação elétrica porque cada função do dispositivo precisa de seu próprio cabo de controle físico, como mostrado na Figura 1.

Sob esse prisma, o sistema demandava uma grande quantidade de esforço em termos de projeto e instalação e de dificuldade na manutenção depois de implementada.
Portanto, era necessário um novo tipo de instalação e aparelhos para que existisse uma comunicação uniforme entre qualquer  aparelho, nesse sentido os controladores e sensorores inteligentes foram desenvolvidos e nomeados como o sistema KNX.

O KNXBus usa apenas o barramento de instalação de dois fios roteado transmitindo os sinais entre os dispositivos em paralelo ao fio de rede de 230 VAC. Portanto, o sistema KNX reduz substancialmente o trabalho em massa da fiação elétrica dentro do prédio e reduz ainda mais o risco de incêndio e a necessidade de manutenção.

vs.

Figura 1 Sistema tradicional (esquerda) vs. sistema KNX (direita)

Fonte de alimentação para ônibus KNX

O sistema KNX não só pode ser muito simples com poucos dispositivos, mas também ser estendido a um sistema complexo com centenas de dispositivos para uso em um prédio. Em ambos os casos, a fonte de alimentação é necessária para alimentar o KNX Bus.

O primeiro cenário é apenas um sistema simples com apenas dois dispositivos  no barramento KNX mostrado na Figura 2. Caso o usuário pressione o botão para ligar a persiana elétrica e ver pela janela, acontece que este sistema não está funcionando. O comando digital de um botão não pode ser transmitido ao sistema para controlar o cego simplesmente porque o barramento KNX não é alimentado.

No entanto, o segundo cenário é a fonte de alimentação convencional de 30 Vdc adicionada ao Barramento existente. Agora o botão pode transmitir o sinal, o chamado pulso ativo, no KNX Bus. No entanto, o conversor ainda não é capaz de receber e responder a ele porque esse sinal não é um sinal KNX completo e adequado. No terceiro cenário, uma fonte de alimentação KNX com estrangulamento integrado é adicionada ao sistema.

Quando o conversortransmite o sinal de pulso ativo para o barramento, a fonte de alimentação KNX responderá a um pulso de equalização imediatamente devido ao estrangulamento integrado. O pulso ativo e de equalização é então combinado para realizar um sinal correto representando “0” no mundo digital.

A forma de onda combinada deve ser concluída dentro de 104 µseg, o que é equivalente a 10 kHz, seguindo com outra forma de onda combinada para “0” ou nenhuma forma de onda (apenas 30 Vdc) para “1” nos próximos 104 µseg.

Essa numeração sequencial “0” e ”1” representa a função/comando real do botão para o conversor direcionado do sistema cego. Como resultado, este sistema KNX simples está funcionando corretamente. Outros dispositivos KNX, por exemplo, iluminação, aquecimento, HAVC, segurança… etc., têm o mesmo princípio de funcionamento no mesmo e apenas um barramento para máxima flexibilidade.

Cada dispositivo KNX consome 10 mA da fonte de alimentação para transmitir e receber um sinal no ônibus. Caso a fonte de alimentação tenha classificação de 640 mA, isso implica que o número máximo permitido do dispositivo no ônibus é de 64 peças. Portanto, a fonte de alimentação KNX com estrangulamento integrado tem papel fundamental  para manter a operação normal do sistema.

Figura 2 Cenário 1 o barramento não é alimentado (esquerda); O barramento é alimentado, mas não pela fonte de alimentação (meio); O sistema de barramento completo e funcional que envia o comando digital “0” e ”1” correto para comunicação (direita)

Conversor KNX

Um conversor KNX converte os comandos recebidos de sensores, interruptores de controle automático ou temporizadores em ações e forma a interface entre o sistema e os dispositivos elétricos normalmente implementados para aplicações de iluminação, persianas e aquecimento. Atualmente, a solução convencional e econômica é o atuador implementado com relé(s) mecânico(s) para ligar ou desligar qualquer tipo de carga conectada a ele, como mostrado na Figura 3.

Um relé de boa qualidade é o papel fundamental para garantir alta confiabilidade para alternar os atuadores usados em um sistema de automação de edifícios KNX. EN60669-1: Interruptores para instalações elétricas fixas domésticas e similares – Os requisitos gerais são um dos padrões para definir o desempenho e a resistência do relé.

A Parte 19.1 da EN60669-1 especifica a operação normal do relé que se destina a conectar uma carga nominal com custo = 0,6 e o objetivo é atender a pelo menos 40000 número de operações. A classificação atual típica é de 16A ou 10A, dependendo da demanda do aplicativo.

A designação AX estabeleceu uma carga de iluminação fluorescente (capacitiva). Um teste com 140 µF é o requisito mínimo e deve operar com pelo menos 10000 números de operações. Os produtos atuadores da MEAN WELL são testados para 220 µF em cima da base da parte EN60669-1 19.2. Como o driver de LED ainda não está regulamentado na EN60669-1.

É considerado como um tipo de carga capacitiva devido ao principal design de circuito do driver de LED comum. Como resultado, a parte 19.2 pode ser aplicada ao tipo de carga do driver LED para o relé em um atuador KNX.

DLC-02-KN Controlador Digital KNX para DALI com Gateway MeanWell

Outro padrão EN 60947-4-1: Contatores e acionadores de partida do motor – Contatores eletromecânicos e acionadores de partida do motor também são referidos no atuador KNX. Os testes são definidos para simular aplicações típicas, por exemplo, cargas de motor (industriais) ou lâmpadas fluorescentes (residenciais). As especificações AC1 e AC3 são especificações de desempenho de comutação que se estabeleceram no campo industrial.

As seguintes designações na EN60947-4-1 são comumente usadas na automação de edifícios KNX:
AC1 – Cargas não indutivas ou ligeiramente indutivas, fornos de resistência (relação à comutação de cargas resistivas, cos Ɵ = 0,8)
AC3 – Motores de gaiola de esquilo: iniciando ou desligando durante a corrida (relaciona-se à carga (indutiva) do motor, cos Ɵ = 0,45)
AC5a – Troca de lâmpadas de descarga elétrica
AC5b – Troca de lâmpadas incandescentes
As condições acima devem passar com pelo menos 6000 operações.

Tamanho importa

Todos os dispositivos, incluindo fonte de alimentação, dispositivo de entrada e atuador, são geralmente instalados em um gabinete de placa de distribuição dentro de um prédio. Um exemplo típico de gabinete é mostrado na Figura 4. A dimensão do dispositivo deve ser projetada de acordo com o padrão DIN 43880 para garantir a uniformidade da instalação.

A largura do dispositivo KNX é codificada por uma ou várias unidades padrão (SU), por definição, cada SU única não deve ser superior a 18 mm.

A fonte de alimentação atual de 640 mA KNX tem 4 SU(54mm) de largura ou mais, enquanto a fonte de alimentação de 1280 mA KNX tem 6 SU (108mm) de largura ou mais. PRODUTOS MEAN WELL com design fino, ou seja, 3 SU para 640mA e 4SU para fonte de alimentação de 1280mA permitem que mais outros dispositivos sejam instalados no espaço fixo dentro do gabinete, o que permite funções versáteis para edifícios modernos.

Figura 4 Um gabinete comum de 2 linhas 12 placas de distribuição SU com a instalação do disjuntor e dispositivos KNX

Conclusão

O sistema KNX oferece muitos benefícios para operar em edifícios residenciais e comerciais modernos. A fonte de alimentação KNX é uma unidade e um dispositivo-chave no que tange a pauta de sistemas inteligentes. A MEAN WELL oferece fonte de alimentação de 640mA KNX Bus com tamanho 3 SU e versão 1280mA com apenas 4 tamanho SU.

Um conversor KNX correspondente, dependendo das aplicações, para garantir uma operação longa e estável com manutenção e serviço minimizados. O conversor multicanal da série MEAN WELL KAA oferece 16A ou 10A com tamanho compacto 4SU e todas as unidades são testadas pelo laboratório notificado com relatórios de teste fornecidos.

Com mais de 35 anos de experiência em fornecimento de energia industrial, os produtos MEAN WELL são projetados para serem uma solução confiável e segura para o sistema.